遗传与肿瘤发生PPT课件

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2020/10/1
五、细胞癌基因的分类与肿瘤发生: (一)分类:
细胞癌基因按照其功能不同可分为四大类: 1、蛋白激酶类——
产物为某些生长因子受体 2、信号传递Pr类——
一类与膜有关,一类与质有关。 3、生长因子类——
产物是某些生长因子,刺激C增生。 4、核内转录因子类——
(二)、Chr结构畸变:
Chr结构异常包括:易位、缺失、重复、环状Chr 和双着丝点Chr
结构异常的染色体又称为标记Chr,标记Chr分为: ①非特异性的:见于少数肿瘤,②特异性的:表明肿瘤 起源于一个突变细胞。
1、Ph1 Chr: 1960年首先在美国费城(Philadelphia)发现,故 名Ph Chr,实质上是慢性粒C白血病(CML)。 ① 遗传基础:由于G组(22号)q末端断裂段易 位于9号q末端,即t(9;22)(q34:q11),因为9q34上的 原癌基ab1和22号q11上的bcr基因重新组合成融合基 因,后者具有增高了的酪氨酸激酶活性,这是慢粒的发 病原因。Ph1的重要临床意义在于:大约95%的慢性粒细 胞白血病例都是Ph阳性,因此它可以作为诊断依据。
各种遗传学分析证明(如双生子调查、系谱 分析、遗传流行病学和Chr分析)肿瘤的发生具 有明显的遗传基础,它们有的呈单基因遗传,有 的呈多基因遗传,有的与Chr畸变有关。
一、单基因遗传的肿瘤
基因定位
1、视网膜母C瘤
13q14 视网母C瘤
2、肾母C瘤(wilms瘤) 11p13 胚胎肾C瘤
3、N母C瘤
一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ癌基因的概念:Ca-onc 从微生物到人类的正常C中几乎都有导致C 恶性转化的核酸序列称“癌基因”,或称能 使C 发生癌变的基因统称“癌基因”。
二、Ca-onc的种类: 1、病毒癌基因(V-onc) 指来自病毒的癌基因。最早从鸡肉瘤中分离
得到的劳氏肉瘤病毒(RSV),在体外能使鸡胚 成纤维C转化,在体内能使鸡肉患瘤,研究发 现,野生型RSV中存在着一个与病毒生活史无 关,但能转化鸡胚成纤维细胞,并使鸡患肉瘤的 基因Src,以后又在其他反转录病毒中发现类似 具有体外转化体内使宿主患肿瘤的基因,将这一 类基因称为“病毒癌基因”( V-onc)
2、14q+ Chr: 即Burkitt(非洲儿童恶性淋巴瘤)90%的病例 中可见到14q+,它是由8q24易位到14q32而形成。 3、脑膜瘤:
22q-或整个丢失(-22) 4、脆性部位:
人类Chr上一些易发生断裂的部位称为可遗 传的脆性部位。
5、另一些特异性标记染色体改变: ①Wilms中间缺失(11p13→14)缺失,②视网膜 母C瘤:13q14-,③急性白血病:-7或+9,④结肠息 肉:+8或+14,⑤小细胞肺癌中间缺失3P14→14, ⑥肺腺癌与肺鳞癌:6q-23→q+er, ⑦鼻咽癌t(1;3)(q41;p11)
总之,原癌基因原是正常细胞中的一些基 因,是细胞生长发育所必须的,一旦这些基因在 表达时间、部位、数量及产物结构等方面发生了 异常,就可以导致细胞无限增殖并出现恶性转化
这里:
①导致C恶性转化的核酸片段称“癌基因”。 ②来自病毒的称“病毒癌基因”。 ③来自宿主细胞的称“细胞癌基因”或称 “原癌 基因”。它们在进化上高度的同源性和保守性, 它们具有转化的潜能,可被激活成为“癌基因”。 四、C-onc与V-onc的差别:
2、细胞癌基因(C-onc) 上述反转录病毒在缺失癌基因(Src)的条件
下,仍然能够正常地完成其生命周期,说明癌基 因并不是它固有的必需基因,那么,病毒中的癌 基因从何而来,分析到反转录病毒的生活史中的 病毒基因组曾经有整合在宿主细胞基因组中的环 节,推测病毒中的癌基因可能起源于宿主细胞, 用核酸分子杂交方法果然在正常的宿主细胞中找 到了与病毒中的癌基因的同源基因,称“原癌基 因”或称“细胞癌基因”,它们是病毒癌基因的
所有恶性肿瘤都是基因突变的结果,肿瘤的发 展需要多次体细胞突变。
体外研究证明,Ca(Cancer)细胞至少有如下 生物学特性:
1、生长的自主性:即CaC可以逃避控制正常细 胞增殖因素的调控作用,无限制生长。
2、侵袭性和转移性:即CaC可以侵袭邻近组织或 向宿主远处器官或全身扩散。
3、去分化特性:即CaC往往丧失对正常C分化调 节机制的反应,且缺乏成熟的形态与功能,处于去 分化状态。
产物与核结合,可调节核内基因的转录和DNA
复制,促进C增殖。
(二)、肿瘤发生(原癌基因激活) 在肿瘤发生过程中,原癌基因是如何被激活
的并使正常C转化为Ca-onc?现在认为一般有4种 情况:
1、点突变: 原癌基因中本身发生单个碱基突变而改变编 码蛋白的功能,或者由于碱基突变,原癌基因被 激活而发生功能变异,原癌基因点突变是癌的早 期变化,它具有明显的始动作用。
2、BS的分子基础: BS综合症的编码基因定位于15q26.1带内,且发
现BLM基因的突变是BS综合症患者发病的分子遗传 学基础。 (三)、着色性干皮病(XP)
1、特征:XP上一种罕见的、致死性AR遗传病, 发病率1/25万,XP的主要特征为皮肤上皮鳞状细胞 和基底细胞的皮肤癌;特点表现为性发育不良、生 长迟缓、体智力低下的N异常,小头和N性聋耳,皮 肤有许多色素斑点,也常常是皮肤癌的发生部位, 尤其是恶性黑色素瘤、肉瘤、腺瘤。
2、遗传基础: UV(紫外线)辐射可使相邻的核苷酸形成交
联,即二聚体。如T与T形成T-T,C与T形成C-T, C与C形成C-C,二聚体核苷酸交联和核苷酸特异 侧基破坏了染色体结构并导致突变;核苷酸切除 修复系统(NER)切除这些受损的DNA核苷酸并重 建正常核苷酸序列。
(四)、Fanconi贫血(FA) FA属于AR遗传病,发病率约1/35万。 1、特征:起源于骨髓细胞的血细胞发育受
阻(全血细胞减少症),主要表现为:骨髓畸 形、脑损伤、心脏和胃肠道缺陷、儿童期癌症发 生率高,尤其是急性白血病。
2、遗传基础: FA细胞中Chr不稳定,主要是 Chr断裂。 (五)、18-三体型综合症易患肾母细胞瘤, Brwton无丙种球蛋白血症患者易患白血病的风险 是正常人的近千倍。
第二节、癌基因(Ca-onc)
4、启动子插入(病毒诱导): 原癌基因附近插入病毒或其它强大的启动子
而被激活,进行不适当的过量表达,产生过量的 与肿瘤有关的Pr,导致细胞恶性转化,这种插入 使原癌基因没有质的改变,只有量的变化,故称 为“启动子插入模式”或“量变模式”。
第三节、肿瘤抑癌基因
一、概念: 肿瘤抑癌基因亦称肿瘤抑制基因,或隐性癌 基因。在肿瘤细胞与正常细胞杂交研究时发现, 正常细胞与肿瘤细胞融合形成的杂交细胞不具备 肿瘤C的表型,此外,还发现正常细胞的Chr可以 逆转肿瘤细胞的表型,因此人们提出了正常C中 可能存在抑制肿瘤发生的基因,故称“肿瘤抑癌 基因”。
遗传与肿瘤发生
肿瘤(tumor)泛指由一群生长失去正常调 控的细胞形成的新细胞群,或指由于细胞异常增 殖所形成的细胞群。肿瘤形成后可在原位继续生 长,也可转移并进入其他组织器官,而侵袭到其 他部位的肿瘤恶性程度较高。肿瘤属于体细胞遗 传。
目前已发现的200多种恶性肿瘤几乎涉及所有类 型的细胞、组织、器官系统;其中约85%是癌,起 源于上皮细胞;2%是肉瘤,来源于结缔组织、骨 和肌肉组织的细胞;约5%为淋巴瘤,来源于免疫 系统特别是脾及淋巴结的白细胞;约3%为白血 病,来源于骨髓造血细胞。
4、可移植性:即将肿瘤C移植于同种动物或免 疫缺陷动物体内,它能够再次生长,发展为与原发 瘤完全相同的肿瘤组织。
5、细胞接触抑制丧失:正常C在培养基中生长 时,彼此接触后即停止生长,只能形成单层C,而 Cac则不能抑制,形成多层C。
6、体外培养时密度依赖性抑制丧失。 7、贴壁依赖性生长特性丧失。
第一节、肿瘤发生的遗传学基础
抑癌基因通过编码的Pr产物,起着抑制细胞 增殖信号转导,负性调查节细胞周期,从而抑制 细胞增殖的作用。
三、抑制基因的类型: 1、RB基因(RB1) 即视网膜母细胞瘤抑癌基因。 RB基因定位于13q14,全长200kb,含27个外
显子,基因编码924个aa,RB基因失活不仅与视网 母细胞瘤及骨肉瘤有关,在许多散发性肿瘤中如 85%的小细胞性肺癌、10-30%乳腺癌、膀胱癌和 前列腺癌中都发现RB基因失活。
如乳腺癌、胃癌、肺癌、前列腺癌、子 宫颈癌,患者一级亲属的患病率明显高于群 体发病率。
三、Chr畸变与肿瘤: (一)、Chr数目改变(包括亚二倍体或超二 倍体)
大多数恶性肿瘤C的Chr为非整倍体,即肿瘤C 内的Chr数出现多于或少于2倍数一条或几条;恶 性肿瘤发展到一定阶段往往出现1-2个比较突出 的细胞系,在某一个细胞系中全部细胞的Chr数 目和结构都相同,如果某一种细胞系生长占优 势,就称为该肿瘤的干系,干系的Chr数目称为 众数;细胞生长处于劣势的其他核型细胞系称旁 系。
四、遗传性缺陷或疾病具有易患肿瘤的倾向性 (肿瘤的遗传易感性):
人类一些以体细胞 Chr断裂为主要表现的综 合症多具有常Chr隐性、显性和X连锁隐遗传特 性,统称为Chr不稳定综合症,它们具有不同程 度的易患肿瘤的倾向,或者说,某些遗传性缺陷 或疾病具有易患某些肿瘤的倾向性,又称为肿瘤 的遗传易感性。
1986年首次在人恶性肿瘤中发现肿瘤抑制基 因RB以来,目前已确认十几种肿瘤抑制基因,如 P53、RB等。人类许多遗传性肿瘤综合症常常伴 有肿瘤抑制基因的缺失或失活。原癌基因的突变 是显性的,而大多数肿瘤抑制基因突变表现为隐 性,即当肿瘤抑制基因的两个等位基因因缺陷而 失去功能时即可促使细胞发生恶变。 二、抑癌基因的功能:
RB基因编码的蛋白质pRb能抑制细胞的增殖, 使细胞停留在G1期。
源 头。
理论上原Ca-onc由于基因突变被激活或者 由于编码区的变异,造成产生的Pr的活性增 强,导致细胞无限增殖并出现恶性转化,这 个原Ca-onc就是Ca-onc。
三、细胞癌基因的功能: C-onc 广泛存在于生物界,在进化过程中基
因序列高度保守,功能也相同,它们是细胞的必 须基因,对维持C正常生理功能,调节C生长与增 殖起重要作用。细胞癌基因主要是通过其产物正 调节。
4、皮肤鳞癌
皮肤癌
5、多发性N纤维瘤
17q11.2
6、遗传性非息肉性结肠癌 3p21大肠、结、直
肠癌
7、家族性腺瘤样肠息肉 5q21 结、直肠癌
8、乳腺/卵巢综合症 17q12 乳腺癌、卵巢癌
二、多基因遗传的肿瘤: 多基因遗传的肿瘤多是些常见的恶性肿 瘤,它们是遗传因素与环境因素共同作用的 结果。
(一)、共济失调性毛细血管扩张症(AT): 为AR遗传病,发病率1/4万—1/10万,主要表
现为进行性小脑共济失调,肺部反复感染、眼和 面部皮肤毛细血管扩张、对射线敏感、Chr不稳 定、易患白血病、淋巴瘤、免疫缺陷等。 (二)、Bloom综合症(BS)
1、特征:患者身材矮小,慢性感染,免疫功 能缺陷,日光敏感性面部红斑,30岁前易发生各 种肿瘤和白血病;Chr不稳定性和基因组不稳定 性是BS患者细胞遗传学的显著特征,其主要遗传 学特征是 Chr易发生断裂并易形成结构畸变。
3、基因扩增: 正常细胞中的基因组只有单个拷贝,在许多
肿瘤细胞中,出现癌基因的复制异常,使其拷贝 数增加,称“基因扩增”。细胞癌基因的扩增也
能 使其表达增强而致癌;C—onc拷贝数越多,其愈 合越差,事实上基因扩增,可导致原癌基因的过 量表达。
扩增的DNA片段在细胞遗传学上往往以两种方 式存在,并可检测。①均染区:即在Chr的某一 位置上可以看到的串联扩增现象,比正常Chr加 长、不显带、均匀染色。②双微体:是一个独立 存在的小Chr,以上两种产生的原因不详。
点突变使原癌基因本质发生了改变,而产生 的Pr有质的差异,故称“质变模式”。
2、Chr易位: 由于Chr断裂与重排导致C—onc在Chr上的位
置发生改变,使原来无活性或低表达的C—onc 易位至一个强大的启动子、增强子或转录调节 元件附近,或者由于易位而改变了基因的结构 并与其他高表达的基因形成融合基因,使原癌 基因激活,如Ph—慢粒中9q与22号q易位。
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